CN102136812A - 太阳能光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能光伏发电系统，包括：多个直流光伏组件，用于根据太阳能产生直流电；多个微型逆变器，分别与其各自的直流光伏组件相连接，用于分别将直流电转换为交流电；总线交流电缆，包括主电缆和并联在其上的多个支电缆，多个支电缆通过各个交流端子与相应的微型逆变器相连接，总线交流电缆将各个微型逆变器输出的交流电并网输出。本发明将各个微型逆变器独立地通过支电缆与总电缆相连接，由各个支电缆承担每个逆变器的输出交流电，而由总电缆承担所有连接的微型逆变器输出的交流电的总和。本发明在降低太阳能光伏发电系统的制造成本、体积和重量的同时，还降低了系统发生故障，特别是交流端子发生故障的几率，提高了运行可靠性。

Description

太阳能光伏发电系统
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，具体来说，本发明涉及一种太阳能光伏发电系统。
背景技术
用于太阳能光伏发电系统的逆变器目前越来越趋向于分布式结构的微型逆变器。上述微型逆变器对于每个直流光伏组件提供最大功率点控制(MPPC，MaximumPower Point Controlling)，从而使每个直流光伏组件产生最大的电能量，提高整个太阳能光伏发电系统的发电效率。微型逆变器还用于产生直接并网的低压交流输出，而不是中心式逆变器系统的高直流电压，提高太阳能光伏发电系统的安全性和发电效率。
在现有的光伏发电系统中，多个微型逆变器的输入、输出端子串联在总线通路中，然后依次经过接线盒和配电箱与电网连接。举例来说，图1为现有技术中的一个太阳能光伏发电系统的结构示意图。如图所示，在该光伏发电系统100中，多个直流光伏组件101与其各自的微型逆变器102相连接。每个微型逆变器102都具有两个交流端子，分别为输出端子103和输入端子104。相邻的微型逆变器102的输入端子104和输出端子103互相连接，将多个微型逆变器102串联起来，最后一个微型逆变器102的输出端子103与一根接线盒105的电缆连接。这样，整个系统100输出的交流电依次通过接线盒105和配电箱106并入交流电网107。
由于现有的太阳能光伏发电系统的微型逆变器带有互相连接的电缆，即其输入、输出端子串联在总线通路中。该连接方式要求微型逆变器的电缆和交流端子能够承受多个微型逆变器输出地总和电流，使得微型逆变器的电缆和交流端子的制造成本高而可靠性低。如果某一个交流端子发生断路故障，那么所有故障点之后的微型逆变器都会与电网分离，失去供电能力。
而当某个微型逆变器发生故障需要更换或者增加逆变器时，需要停止整串逆变器的工作，将其与相邻逆变器的交流连接断开，再更换或者增加逆变器，影响了整个系统的发电效率。
另外，多个微型逆变器之间的排列间距受到其电缆长度的限制，在排列间距超出其电缆长度时需要使用额外的独立电缆。举例来说，图2为现有技术中的另一个太阳能光伏发电系统的结构示意图。如图所示，在该光伏发电系统200中，相邻的两个微型逆变器102之间的排列间距大于微型逆变器102的两根交流电缆的总长度时，还需要至少使用一根含两个交流端子103、104的独立电缆108连接。这样，对于两个微型逆变器102之间，存在有两套交流端子103、104，这显然进一步增加了整个系统的制造成本和发生故障的几率，降低了可靠性。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种太阳能光伏发电系统，能够降低系统的制造成本，降低发生故障的几率，提高可靠性。
本发明还要解决的一个技术问题是提供一种太阳能光伏发电系统，能够在逆变器发生故障需要更换或者增加逆变器时，无需停止整串逆变器的工作，避免影响整个系统的发电效率。
本发明再要解决的一个技术问题是是提供一种太阳能光伏发电系统，能够使多个逆变器之间的排列间距不受其电缆长度的限制，无需使用额外的独立电缆，不增加整个系统的制造成本和发生故障的几率，提高了可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能光伏发电系统，包括：
多个直流光伏组件，用于根据太阳能产生直流电；
多个微型逆变器，分别与其各自的直流光伏组件相连接，用于分别将所述直流电转换为交流电；
总线交流电缆，包括主电缆和并联在其上的多个支电缆，所述多个支电缆通过各个交流端子与相应的微型逆变器相连接，所述总线交流电缆将各个微型逆变器输出的交流电并网输出。
可选地，所述多个支电缆的输入交流端子与其相应的微型逆变器的输出交流端子相连接，将所述总线交流电缆与各个微型逆变器连接起来。
可选地，所述支电缆是能够根据实际安装位置自由地上下/前后/左右倾斜布置的。
可选地，当所述多个支电缆中有一个或者多个需要空开时，其输入交流端子由盖子封闭。
可选地，所述微型逆变器的输出交流端子为交流插头，而所述支电缆的输入交流端子为交流插座，当所述微型逆变器与所述总线交流电缆相连接时，所述交流插头插入相应的交流插座。
可选地，所述主电缆包括三根火线和一根零线，所述微型逆变器为单相逆变器，所述多个支电缆分别与所述火线中的一相和所述零线相连接，用于将所述交流电以三相方式供应到所述主电缆上。
可选地，还包括接线盒与配电箱，所述主电缆依次经过所述接线盒与配电箱将各个微型逆变器输出的交流电并网输出。
可选地，所述接线盒将所述三根火线短路连接并转换为一根总火线输出，使所述太阳能光伏发电系统能与单相交流电网并网输电。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
首先，本发明将各个微型逆变器独立地通过支电缆与总电缆相连接，由各个支电缆承担每个逆变器的输出交流电，而由总电缆承担所有连接的微型逆变器输出的交流电的总和。由于总电缆为一根完整的电缆，不包含交流端子；单个微型逆变器的输出交流电缆和输出交流端子只有一个，且只需承担该单个微型逆变器的输出交流电，因此在降低太阳能光伏发电系统的制造成本、体积和重量的同时，还降低了系统发生故障，特别是交流端子发生故障的几率，提高了运行可靠性。
其次，本发明中各个微型逆变器独立地通过支电缆与总电缆相连接，故支电缆可以根据各个微型逆变器和/或直流光伏组件的实际安装位置的需求而自由地上下/前后/左右倾斜布置，方便了系统的设计和施工。进一步地，当相邻的两组微型逆变器和/或直流光伏组件之间需要较大排列间隔时，还可以将各个支电缆中空开一个或者多个，即相邻的逆变器和/或直流光伏组件之间的排列间距不受限制，无需额外增加独立电缆和交流端子，不增加整个系统的制造成本和发生故障的几率，提高了可靠性。
然后，本发明在交流端子或逆变器发生故障需要更换或者增加新逆变器时，无需停止整串逆变器的工作，只要断开该支电缆处的交流端子，将故障交流端子或逆变器替换掉或者直接在总线交流电缆的空余的支电缆上连接新逆变器就可以了，即单个微型逆变器可以自由安装、拆卸，不但避免影响整个系统的发电效率，更简化了系统维护，方便系统的扩展。
另外，本发明的主电缆可以包括三根火线和一根零线，通过将各个单相微型逆变器分别与所述火线中的一相和零线连接，可以将产生的电力以三相方式供应到主电缆上，以利于组成三相光伏发电系统。
最后，本发明的接线盒可以通过将主电缆的三根火线短路连接，转换为一根总火线输出，使太阳能光伏发电系统与单相交流电网并网输电。通过采用不同的接线盒，本发明可以与三相或者单相交流电网并网，扩大了应用的范围，降低了并网发电的成本。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1为现有技术中的一个太阳能光伏发电系统的结构示意图；
图2为现有技术中的另一个太阳能光伏发电系统的结构示意图；
图3为本发明一个实施例的太阳能光伏发电系统的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的太阳能光伏发电系统的相邻两个微型逆变器之间的排列间距少量超出了相邻两个支电缆之间的间距的结构示意图；
图5为本发明一个实施例的太阳能光伏发电系统的相邻两个微型逆变器之间的排列间距大大超出了相邻两个支电缆之间的间距的结构示意图；
图6为本发明另一个实施例的太阳能光伏发电系统的结构示意图；
图7为图6所示的实施例的太阳能光伏发电系统的一个变化的结构示意图；
图8为本发明再一个实施例的太阳能光伏发电系统的结构示意图；
图9为本发明再一个实施例的太阳能光伏发电系统的接线盒内部的连线示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
图3为本发明一个实施例的太阳能光伏发电系统的结构示意图。如图所示，该太阳能光伏发电系统300可以包括：
多个直流光伏组件301，用于根据太阳能产生直流电；
多个微型逆变器302，分别与其各自的直流光伏组件301相连接，用于分别将直流光伏组件301产生的直流电转换为交流电；其中每个微型逆变器302都有一个输出交流端子303，负责将该微型逆变器302的交流电输出；
总线交流电缆307，其具体包括主电缆306和并联在其上的多个支电缆305，其中每个支电缆305都有一个输入交流端子304，负责接收微型逆变器302输出的交流电；多个支电缆305通过各个交流端子303、304与相应的微型逆变器302相连接。总线交流电缆307于是将各个微型逆变器302输出的交流电输送到交流电网310并网输出。
当然，该太阳能光伏发电系统300还可以包括接线盒308与配电箱309，总线交流电缆307的主电缆306依次经过接线盒308与配电箱309将各个微型逆变器302输出的交流电并网输出。主电缆306为一连续电缆，没有接头，断路的几率可以忽略，可靠性很高，除了一端接入接线盒308，另一端则封闭。
在本实施例中，多个支电缆305的输入交流端子304与其相应的微型逆变器302的输出交流端子303相连接，将总线交流电缆307与各个微型逆变器302连接起来。
继续参考图3所示，图中相邻两个微型逆变器302之间的排列间距312等于相邻两个支电缆305之间的间距。但是假如相邻两个微型逆变器302之间的排列间距312’少量超出了相邻两个支电缆305之间的间距的话，具体地，如图4所示为本发明一个实施例的太阳能光伏发电系统400的相邻两个微型逆变器302之间的排列间距少量超出了相邻两个支电缆305之间的间距的结构示意图，则本发明中的支电缆305是能够根据各个微型逆变器302和/或直流光伏组件301的实际安装位置自由地上下/前后/左右倾斜调整布置的(图4中示例为左右倾斜布置)，与各个微型逆变器302相连接。
更进一步地，假如相邻两个微型逆变器302之间的排列间距312”很大，不能通过调整支电缆305的位置来克服，具体地，如图5所示为本发明一个实施例的太阳能光伏发电系统500的相邻两个微型逆变器302之间的排列间距大大超出了相邻两个支电缆305之间的间距的结构示意图，则可以将并联在主电缆306上的多个支电缆305中空开相邻的一个或者多个支电缆不使用(图5中示例为空开一个支电缆)，该空开的支电缆305的输入交流端子由盖子313封闭。
图6为本发明另一个实施例的太阳能光伏发电系统的结构示意图。如图所示，在该太阳能光伏发电系统600中，微型逆变器302的输出交流端子303’为交流插头，而支电缆305的输入交流端子304’为交流插座。当微型逆变器302与总线交流电缆307相连接时，交流插头303’插入相应的交流插座304’，便实现了并网连接。
图7为图6所示的实施例的太阳能光伏发电系统的一个变化的结构示意图。如图所示，支电缆305(图中未示出)的长度足够地短，使交流插座304’与主电缆306整合在一起，这样除了使总线交流电缆307更美观之外，也方便了总线交流电缆307的携带、运输和排布。
图8为本发明再一个实施例的太阳能光伏发电系统的结构示意图。如图所示，该太阳能光伏发电系统800的主电缆306包括三根火线L1、L2、L3和一根零线N，此时该微型逆变器302可以为单相逆变器。当微型逆变器302的输出交流端子303与支电缆305的输入交流端子304相连接时，多个支电缆305分别与火线L1、L2、L3中的一相和零线N相连接，用于将交流电以三相方式供应到主电缆306上。然后，主电缆306仍然依次经过接线盒308与配电箱309(未图示)将各个微型逆变器302输出的交流电并网输出。
图9为本发明再一个实施例的太阳能光伏发电系统的接线盒内部的连线示意图。如图所示，该接线盒308将三根火线L1、L2、L3短路连接并转换为一根总火线L输出，使该太阳能光伏发电系统能直接与单相交流电网314并网输电。这样，采用相同逆变器和总线交流电缆的三相太阳能光伏发电系统只是用不同的接线盒连接，其就可以与三相或者单相交流电网并网，扩大了应用的范围，降低了系统并网发电的成本。
本发明将各个微型逆变器独立地通过支电缆与总电缆相连接，由各个支电缆承担每个逆变器的输出交流电，而由总电缆承担所有连接的微型逆变器输出的交流电的总和。由于总电缆为一根完整的电缆，不包含交流端子；单个微型逆变器的输出交流电缆和输出交流端子只有一个，且只需承担该单个微型逆变器的输出交流电，因此在降低太阳能光伏发电系统的制造成本、体积和重量的同时，还降低了系统发生故障，特别是交流端子发生故障的几率，提高了运行可靠性。
本发明中各个微型逆变器独立地通过支电缆与总电缆相连接，故支电缆可以根据各个微型逆变器和/或直流光伏组件的实际安装位置的需求而自由地上下/前后/左右倾斜布置，方便了系统的设计和施工。进一步地，当相邻的两组微型逆变器和/或直流光伏组件之间需要较大排列间隔时，还可以将各个支电缆中空开一个或者多个，即相邻的逆变器和/或直流光伏组件之间的排列间距不受限制，无需额外增加独立电缆和交流端子，不增加整个系统的制造成本和发生故障的几率，提高了可靠性。
本发明在交流端子或逆变器发生故障需要更换或者增加新逆变器时，无需停止整串逆变器的工作，只要断开该支电缆处的交流端子，将故障交流端子或逆变器替换掉或者直接在总线交流电缆的空余的支电缆上连接新逆变器就可以了，即单个微型逆变器可以自由安装、拆卸，不但避免影响整个系统的发电效率，更简化了系统维护，方便系统的扩展。
本发明的主电缆可以包括三根火线和一根零线，通过将各个单相微型逆变器分别与所述火线中的一相和零线连接，可以将产生的电力以三相方式供应到主电缆上，以利于组成三相光伏发电系统。
本发明的接线盒可以通过将主电缆的三根火线短路连接，转换为一根总火线输出，使太阳能光伏发电系统与单相交流电网并网输电。通过采用不同的接线盒，本发明可以与三相或者单相交流电网并网，扩大了应用的范围，有效降低了并网发电的成本。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种太阳能光伏发电系统，包括：
多个直流光伏组件，用于根据太阳能产生直流电；
多个微型逆变器，分别与其各自的直流光伏组件相连接，用于分别将所述直流电转换为交流电；
总线交流电缆，包括主电缆和并联在其上的多个支电缆，所述多个支电缆通过各个交流端子与相应的微型逆变器相连接，所述总线交流电缆将各个微型逆变器输出的交流电并网输出。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，所述多个支电缆的输入交流端子与其相应的微型逆变器的输出交流端子相连接，将所述总线交流电缆与各个微型逆变器连接起来。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，所述支电缆是能够根据实际安装位置自由地上下/前后/左右倾斜布置的。
4.根据权利要求3所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，当所述多个支电缆中有一个或者多个需要空开时，其输入交流端子由盖子封闭。
5.根据权利要求2所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，所述微型逆变器的输出交流端子为交流插头，而所述支电缆的输入交流端子为交流插座，当所述微型逆变器与所述总线交流电缆相连接时，所述交流插头插入相应的交流插座。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，所述主电缆包括三根火线和一根零线，所述微型逆变器为单相逆变器，所述多个支电缆分别与所述火线中的一相和所述零线相连接，用于将所述交流电以三相方式供应到所述主电缆上。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，还包括接线盒与配电箱，所述主电缆依次经过所述接线盒与配电箱将各个微型逆变器输出的交流电并网输出。
8.根据权利要求6所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，还包括接线盒与配电箱，所述主电缆依次经过所述接线盒与配电箱将各个微型逆变器输出的交流电并网输出。
9.根据权利要求8所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，所述接线盒将所述三根火线短路连接并转换为一根总火线输出，使所述太阳能光伏发电系统能与单相交流电网并网输电。
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